gcc的`-shared`选项如何影响输出？

Question

gcc -fPIC -shared src.c和gcc -fPIC src.c的文件内容技术上有什么区别？

假设src.c中定义了int main(int, char**)，以使两种编译成功。但是执行由gcc -shared src.c生成的a.out时，会出现以下错误：

-bash: ./a_shared.out: cannot execute binary file

即使其中有一个main函数。

此外，我怎样使用诸如otool或objdump之类的工具检查输出文件的差异呢？

非常感谢。

- Dale Z

Answer 1

共享库和可执行文件使用相同的格式：它们都是可加载的映像。但是，

1. 共享库通常是位置无关的，而可执行文件通常不是。这会影响代码生成：对于位置无关的情况，您必须使用相对地址加载全局变量或跳转到函数。
2. 可执行文件有一个“入口点”，这是执行开始的地方。这通常不是main()，因为main()是一个函数，函数会返回，但执行从入口点永远不应该返回。

现在，这并没有回答关于-shared的问题。您可以使用-v标志询问GCC。以下是在我的系统上调用时没有和有-shared的区别。

没有-shared参数的collect2：

-dynamic-linker
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/../../../x86_64-linux-gnu/crt1.o
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/crtbegin.o
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/crtend.o

-shared选项下collect2的参数:

-shared
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/crtbeginS.o
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.7/crtendS.o

观察

看起来代码生成没有受影响：您仍然需要使用-fpic或-fPIC。

可以看到只有在链接可执行文件时才包含crt1.o（“C运行时”）。使用nm，我们可以找出它包含了什么：

$ nm /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crt1.o
0000000000000000 R _IO_stdin_used
0000000000000000 D __data_start
                 U __libc_csu_fini
                 U __libc_csu_init
                 U __libc_start_main
0000000000000000 T _start
0000000000000000 W data_start
                 U main

因此，您可以看到它似乎定义了与 stdin 以及 _start（入口点）有关的某些内容，并且它对 main 存在未定义的引用。

我不确定其他文件是什么，但至少您知道如何找到它们并且可以浏览或查看源代码（如果您愿意的话）。

- Dietrich Epp

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太棒了 - 谢谢@dietrich。关于crt1.o的部分让区别变得清晰明了。 - Dale Z

Answer 2

根据https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Link-Options.html#Link-Options，-shared选项的作用如下：

• 生成一个共享对象，可以与其他对象链接以形成可执行文件。

• 并非所有系统都支持此选项。

• 为了获得可预测的结果，在指定此链接器选项时，必须同时指定编译时使用的相同选项集（-fpic、-fPIC或模型子选项）。

根据Difference between -shared and -Wl,-shared of the GCC options，向GCC传递-shared可能会在链接时启用或禁用其他标志。

据我理解，如果可执行文件有共享库，则可执行文件的大小很小。只有在存在并正确链接共享库时，可执行文件才能运行。使用共享库的优点是，如果我们有一个非常大的代码库，我们不需要每次都构建整个代码。我们只需重建.so文件并将其链接到可执行文件中。这样可以节省大量时间。

而对于没有共享库的可执行文件，可执行文件的大小将非常大。每次更改代码都需要构建整个代码，这可能非常耗时。

- rohit

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谢谢回复，@rohit。我知道-share会生成一个共享对象，但是我想知道它的内容与使用gcc不带-shared选项生成的可执行文件有何不同。 - Dale Z

这是一个共享对象，因此它不是可执行文件。这就是为什么你会收到错误信息。你是在问共享对象和可执行文件之间的区别吗？ - Ross Ridge

谢谢，@RossRidge。Dietrich的回答正是我感兴趣的——在相同格式下，可执行文件与共享对象有何不同。 - Dale Z